工程力学测试题

第一阶段测试卷考试科目:《工程力学》静力学 （总分100分）时间：90分钟__________学习中心（教学点） 批次： 层次：专业： 学号： 号： ： 得分：一、单项选择题：（本大题共5小题，每小题2分，共10分）1．物块重G ，在水平推力P 作用下平衡。

接触面间的静滑动摩擦因素数为s f 。

，则物块与铅垂面间的摩擦力为（ B ）。

A ．P f F s =； Ｂ．G F =； Ｃ．G f F s =； Ｄ．P F =。

2．一等边三角形薄板置于水平光滑面上，开始处于静止状态。

当沿其三边AB 、BC 、CA 分别作用力F 1、F 2、F 3后，若该三力相等，方向如图，则（ D ）。

A ．板仍然保持平衡； Ｂ．板既发生移动，又会发生转动； Ｃ．板只会产生移动； Ｄ．板只会产生转动。

3. 二力平衡公理适用的围是（ A ）。

A ．刚体； Ｂ．刚体系统；Ｃ．变形体； Ｄ．任何物体或物体系统。

4．图示结构中，如果将作用在AC 上的力偶移动到BC 上（图中虚线所示），则（ C ）。

A ． 支座A 的反力不会发生变化；题4图G P 题1图题2B ． 支座B 的反力不会发生变化；C ． A 、B 支座的反力都会有变化；D ． 铰链C 所受的力不会有变化。

5．力F 作用于长方体BCDH 侧平面，如图所示。

该力在ox 、oy 、oz 轴上的投影为（ B ）。

A ．;0,0,0≠≠≠z y x F F F B ．;0,0,0≠=≠z y x F F FC ．;0,0,0≠==z y x F F FD ．0,0,0==≠z y x F F F 。

二、 填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）1． 平面汇交力系，有 2 个独立的平衡方程，空间一般力系有 6 个独立的平衡方程 2． 平面一般力系平衡的必要与充分条件是： 所有外力的矢量和为零，所有外力对任意一点的矩的代数和为零 。

3． 力在正交坐标轴上投影的大小与力沿这两根轴的分力的大小 相等 。

4． 同平面的两个力偶，只要 力偶矩 相同，对刚体作用的效应就相同。

5． 图示AB 杆自重不计，在五个已知力作用下处于平衡。

则作用于B 点的四个力的合力R 的方向沿 AB 杆轴线 。

三、 作图题（每小题 10 分，共 20分）图中所有接触都为光滑的，物体重量不计。

1．画出物体系统中构件ACB 及整个物体系统的受力图。

题5图F 3题5图ACB 的受力图2．画出物体系统中构件AB 及整个物体系统受力图。

AB 的受力图整个物体系统的受力图整个物体系统受力图四、计算题（每小题 20 分，共 60 分）1．图示连续梁ABC ，已知a 和m ，不计梁重，求梁上A 、B 、C 处的约束反力。

1.解：取BC 受力分析，B 、C 反力方向铅直，构成与m 反向力偶, Σm i = 0，amF C 2=，（↑） am F B 2=；（↓） 取整体受力分析： ΣX = 0， F AX = 0， ΣY = 0， am F F C AY 2==，（↓） ΣM A = 0 m A = F c ×4a －m = m （顺转）。

2．在图示构架中，各杆自重不计，载荷F =1000N ，A 处为固定端，B 、C 、D 处为铰链。

求固定端A 及B 铰链处的约束反力。

2.解：取整体受力分析由0=∑x 0=AX F题1图题2图由 0=∑y N F F AY 1000==（↑）由0=∑A M N F m A 60006==（逆转）取CD 整体受力分析0=∑C M 06453=-⨯⋅F F DN F D 250012510006=⨯⨯=（↗）BD 是二力构件（压杆）D B F F = = 2500N （↗）3．简易升降混凝土料斗装置如图所示，混凝土和料斗共重25kN ，料斗与滑道间的静摩擦与动摩擦因数均为0.3。

（1）绳子拉力为25kN 时，料斗处于静止状态，求料斗与滑道间的摩擦力；（2）求料斗匀速上升和下降时绳子的拉力。

3.解：（1）取料斗为研究对象，分析受力（图（a ））由0=∑x 得：070sin =︒--G F T508.170sin =︒-=G T F kN（2）料斗匀速上升时（图（a ））︒=⋅=70cos Gf f N F06.2670sin 70cos 70sin =︒+︒=︒+=G Gf G F T kN料斗匀速下降时（图（b ））93.2070cos 70sin 70sin =︒-︒=-︒=Gf G F G T kN题图（b ）a ）第二阶段测试卷考试科目:《工程力学》材料力学第1至6章 （总分100分）时间：90分钟__________学习中心（教学点） 批次： 层次：专业： 学号： 号： ： 得分：一、单项选择题：（本大题共5小题，每小题2分，共10分） 1．下列结论中哪些是正确的？答（ A ）。

（1） 构件的强度表示构件抵抗破坏的能力。

（2） 构件的刚度表示构件抵抗变形的能力。

（3） 构件的稳定性表示构件维持其原有平衡形式的能力。

（4） 构件的强度、刚度和稳定性愈高愈好。

A ．（1），（2），（3）。

B ．（4）。

C ．全对。

D ．全错。

2．等直杆的受力情况如图。

设杆最大轴力和最小轴力分别为N max 和N min ，则下列结论中（ B ）是正确的。

A ． kN N kN N 4055min max -==，；B ．kN N kN N 550min max -==，；C ．kN N kN N 2555min max -==，；D ．kN N kN N 2575min max -==，。

3．“齿形”榫连接件尺寸如图所示，两端受拉力F 作用。

已知挤压许用应力为[bs σ]，则连接件的挤压强度条件为（ A ）。

题2图A ．][bs ebFσ≤； Ｂ．][）(bs be h Fσ≤-；Ｃ．][2bs ebFσ≤； Ｄ．][）(2bs be h Fσ≤-。

4．实心圆轴受扭转力偶作用，横截面上的扭矩为T ，下列四种应力沿横截面径向分布图中正确的是（ D ）。

A ．（a ） Ｂ．（b ） Ｃ．（c ） Ｄ．（d ）5．梁发生平面弯曲时，其横截面绕（ B ）旋转。

A ．梁的轴线；B ．中性轴； Ｃ．截面对称轴； D ．截面形心。

二、 填空题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）1．构件受外力而发生变形，在外力解除后具有消除变形的这种性质称为 弹性 。

2．设构件材料的失效应力（破坏应力）为u σ，许用应力为[σ ]，安全系数用n 表示，则它们三者间的关系是 。

3．抗拉压刚度为EA 的等截面直杆的受力情况如图所示，则B 点的位移为 。

4．横截面积相同的实心轴和空心圆轴，从强度的角度考题3图题3图（b ）（a ）（c ）（d ）题4图虑， 空心 轴更好；从刚度的角度考虑， 空心 轴更好。

5．矩形截面横梁，按下图中 （b ） 方式放置，可承受的载荷更大。

三、作图题（20分）写出图示梁的剪力和弯矩方程，并作出剪力图和弯矩图，求出最大剪力max Q 和最大弯矩maxM。

解：A 、B 两支座的约束反力为R A =qa/2 ， R B = 5qa/2剪力弯矩方程AB 段： Q AB = R A – qx= qa/2 – qx）20a x <<（M AB = R A x – qx 2/2 = qax/2 – qx 2/2）20(a x ≤≤BC 段： Q BC = F = qa ）3(2a x a <<M BC = – F (3a –x ) = – qa (3a –x )）3(2a x a ≤≤2maxmax ，23qa MqaQ ==（a ）（b ）题5图四、 计算题（每小题 20 分，共 60 分）1． 图示三角形支架，杆AB 和BC 都是圆截面杆，杆AB 直径0m m 2=AB d ，杆BC 直径0m m 4=BC d ，两杆都由Q235钢制成。

设重物的重力G =20kN ，Q235钢的许用应力[σ]=160MPa 。

问支架是否安全。

解：以B 铰链为研究对象，分析受力4030sin =︒=G N BC kN ， 64.3430tan =︒=G N ABkN 故 99.3183042===BCBCBC BC BC d N A N πσKPa=31.80 MPa < [ σ ] 73.11026542===ABABAB AB AB d N A N πσKPa = 110.27 MPa < [ σ ] 所以支架安全。

2．图示传动轴，主动轮B 输入功率P k 1=368KW, 从动轮A 、C 输出功率分别为P 2 =147KW,P 3 =221KW, 轴的转速n=500r/min, 许用切应力[τ]=70MPa 。

（1）作轴的扭矩图；（2）设计轴的直径。

解：计算外力偶矩m B =9550×P 1/n =9550×368 ÷500=7028.8Nm， m A =9550×P 2/n =9550×147 ÷500=2807.7Nm， m C = m B –m A = 4221.1Nm作扭矩图； 危险段BC 段题2图N AB30ºBG[]ττ≤=t W T m ax m ax， 163d W t π=， []346max31007.310701.42211616m T d -⨯=⨯⨯⨯==πτπ d = 0.0675m = 67.5mm 。

3．拖斗车横梁简化如图。

已知拖车载重P =15kN ，设车轴尺寸如图（a ）所示，材料的弹性模量E =200×109N/m 2。

试求车轴的最大挠度和A 截面的转角。

（设集中力作用的简支梁跨度中点的挠度为lEIa l Pab lEI b l Pab b l EI Pbf B A l 6)(，6)(），43（48222/+=+=-=θθ，如图（b ）所示）解：因结构和载荷对称，梁的最大挠度在梁的跨度中点，最大转角在梁的端部。

由叠加法得：()mmm EI b l Pb EI b l b Pf f l 3.900925.003.010200481.0416.131.0150001248）43（4843222492222222/max ==⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=-=-⨯==）（radEI Pab lEI a l ab P lEI b l ab P P BPA03.003.010200406.11.0150001246)(26)(24922max =⨯⨯⨯⨯⨯⨯==+++=+=θθθ（b ）A 题3图（a ）第三阶段测试卷考试科目:《工程力学》材料力学第7至10章（总分100分）时间：90分钟__________学习中心（教学点）批次：层次：专业：学号：号：：得分：五、单项选择题：（本大题共5小题，每小题2分，共10分）1．所谓点的应力状态是指受力杆件上（ A ）。